JP3675767B2

JP3675767B2 - Diode, diode press-fitting method, diode mounting method, and fin

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Publication number: JP3675767B2
Application number: JP2002036705A
Authority: JP
Inventors: 和明江坂; 方浩塩澤; 礼吉金田; 滋和片岡; 中人村田
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: JP2003243589A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィンへ圧入するダイオード構造、及びその圧入方法に関するものであり、特に乗用車、及びトラック等に搭載される車両用交流発電機の整流装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、整流装置のフィンへのダイオード接合方法として、特開平５−１１４６７８号公報に記載されているように圧入によるものが知られている。ダイオードをフィンへ圧入するには、圧入後にダイオードがフィンから外れないようにするために、ダイオードのヒートシンクの外径を整流装置のフィンの貫通孔の内径よりも大きくし、圧入代を設ける必要がある。そのため、ダイオード圧入時に高荷重で印加せざるをえない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ダイオード圧入時にダイオードのヒートシンクに加わる荷重が大きくなると、ダイオードのヒートシンクの形状は、図１１（ｃ）、及び図１２（ｃ）に示すように変形してＳｉ素子の破壊の原因となる。このことを図に基づき説明する。
【０００４】
（従来例１）
図１１（ａ）は、ダイオードの形状を示した図である。図１１（ｂ）は、整流装置のフィンへのダイオード圧入時を示した図である。図１１（ｃ）は、ダイオード圧入後のダイオードのヒートシンクの形状を示した図である。
【０００５】
図１１（ａ）に示すように、ダイオード１は、ヒートシンク２０、Ｓｉ素子３０、応力緩衝板４０、銅リード５０、及び半田６０，７０，８０等から構成されている。
【０００６】
ヒートシンク２０は、銅で形成され、有底円筒状であり、ダイオード１による整流時に発生する熱を整流装置のフィン１１０へ逃がす役割を果たすものである。また、ヒートシンク２０には、半田付面９０、及び押圧面１００が形成されている。半田付面９０には、応力緩衝板４０、Ｓｉ素子３０、銅リード５０の順に積層され、これらは、半田６０、７０、８０を介して接合されている。押圧面１００は、半田付面９０の裏面であり、フィン１１０へのダイオード１圧入時に圧入棒１２１により押圧される。
【０００７】
Ｓｉ素子３０は、円板状であり、交流電流を直流電流に変換するものである。なお、変換された直流電流は、銅リード５０を介して車両のバッテリ等に伝送される。
【０００８】
応力緩衝板４０は、銅で形成されており、ダイオード１圧入時、及びダイオード１による整流時におけるＳｉ素子３０の変形力を吸収するものである。
【０００９】
また、ダイオード１のヒートシンク２０の外径をフィン１１０に形成されている貫通孔１３０の内径よりも大きくすることにより圧入代を設けている。
【００１０】
そして、以上説明したダイオード１を図１１（ｂ）に示すように、フィン１１０に形成されている貫通孔１３０に設置し、先端面が平面である圧入棒１２１により、圧入方向Ｂへ押圧面１００に荷重を印加し、圧入する。
【００１１】
ダイオード１圧入時、ヒートシンク２０の底部に圧入代を設けているため、ヒートシンク２０の外周部は、貫通孔１３０の内周壁から中心方向へ押される。さらに、圧入棒１２１の先端面は平面であるため、ヒートシンク２０の押圧面１００には、全面に均等な荷重がかかる。そのため、ヒートシンク２０の底部の中央部分は、圧入方向Ｂへ大きな反力を受ける。
【００１２】
このことにより、ダイオード１圧入後のヒートシンク２０は、図１１（ｃ）に示すように、圧入方向Ｂに凸型に変形する。
【００１３】
（従来例２）
次に、従来例２について説明する。図１２（ａ）に示すように、ダイオード１は、ヒートシンク２ａ、Ｓｉ素子３ａ、応力緩衝板４ａ、銅リード５ａ、及び半田６ａ，７ａ，８ａ等から構成されている。
【００１４】
ヒートシンク２ａは、銅で形成され、ほぼ円柱状であり、ダイオード１による整流時に発生する熱を整流装置のフィン１１０へ逃がす役割を果たすものである。また、ヒートシンク２ａには、半田付面９ａ、及び押圧面１０ａが形成されている。半田付面９ａには、応力緩衝板４ａ、Ｓｉ素子３ａ、銅リード５ａの順に積層され、これらは、半田６ａ、７ａ、８ａを介して接合されている。押圧面１０ａは、半田付面９ａの裏面であり、ダイオード１圧入時に圧入棒１２１により押圧される。
【００１５】
Ｓｉ素子３ａ、応力緩衝板４ａ、及び銅リード５ａは、従来例１と同様のものである。
【００１６】
また、ダイオード１のヒートシンク２ａの外径をフィン１１０に形成されている貫通孔１３０の内径よりも大きくすることにより圧入代を設けている。
【００１７】
そして、以上説明したダイオード１を図１１（ｂ）に示すように、貫通孔１３０に設置し、先端面が平面である圧入棒１２１により、圧入方向Ｂへ押圧面１０ａに荷重を印加し、圧入する。
【００１８】
ダイオード１圧入時、ヒートシンク２ａに圧入代を設けているため、ヒートシンク２ａの外周部は、貫通孔１３０の内周壁から中心方向へ押される。さらに、圧入棒１２１の先端面は平面であるため、ヒートシンク２ａの押圧面１０ａには、全面に均等な荷重がかかる。そのため、ヒートシンク２ａの中央部分は、圧入方向Ｂへ大きな反力を受ける。
【００１９】
このことにより、ダイオード１圧入後のヒートシンク２ａは、図１１（ｃ）に示すように、圧入方向Ｂに凸型に変形する。
【００２０】
以上説明したように、整流装置のフィンへのダイオード圧入後、ダイオードのヒートシンクは、圧入方向に凸型に変形するため、Ｓｉ素子は、ダイオードのヒートシンクとは逆側に凹型に変形する。このことにより、Ｓｉ素子の変形方向には、ダイオードのヒートシンクのような硬い材質が設けられていないため、Ｓｉ素子には、変形方向とは逆方向の反力を受けない。そのため、Ｓｉ素子の変形を抑制できない。これにより、Ｓｉ素子の破壊が発生する場合がある。また、ダイオード圧入時にＳｉ素子の破壊が発生しなくても、ダイオードによる整流時にＳｉ素子には、発熱により圧入方向の内部応力が発生するため、変形量が増大して破壊に至る場合もある。
【００２１】
いずれの時にＳｉ素子が破壊するにしても、ダイオード圧入時にダイオードのヒートシンクが圧入方向に凸型に変形することにより、Ｓｉ素子は、ダイオードのヒートシンクとは逆側に凹型に変形することでＳｉ素子の変形を抑制できないことが大きな原因である。
【００２２】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、Ｓｉ素子の変形を抑制することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、円板状の底部を有するヒートシンクと底部の一方の面に設けられ、交流電流を直流電流に変換する半導体ペレットとを備えているダイオードを放熱フィンに設けられた貫通孔へ圧入するダイオード圧入方法において、底部の他方の面の外周部に主に荷重をかけてダイオードを貫通孔に圧入することを特徴としている。
【００２４】
このことにより、ヒートシンクの底部の外周部は、中心方向に押される。そのため、ヒートシンクの底部の中央部分は、反圧入方向に反力を受けるので、ヒートシンクの底部は、反圧入方向の球状凸型に変形する。そのため、半導体ペレットは、ヒートシンクの底部側に球状凸型に変形し、半導体ペレットは、ヒートシンクの底部から変形方向とは逆方向の反力を受ける。よって、半導体ペレットの変形を抑制することができる。
【００２５】
また、請求項２では、円板状の底部を有するヒートシンクと底部の一方の面に設けられ、交流電流を直流電流に変換する半導体ペレットとを備えているダイオードを放熱フィンに設けられた貫通孔へ圧入するダイオード圧入方法において、底部の他方の面は、球状凸型に形成されており、他方の面にほぼ均等に荷重をかけてダイオードを貫通孔に圧入することを特徴としている。また、請求項４では、円板状の底部を有するヒートシンクと底部の一方の面に設けられ、交流電流を直流電流に変換する半導体ペレットとを備えているダイオードにおいて、底部の他方の面は、球状凸型に形成されていることを特徴としている。
【００２６】
これらのことにより、ダイオード圧入時にヒートシンクの底部の他方の面と圧入治具の先端面とがほぼ全域で接触する。そのため、ヒートシンクの底部には、ほぼ均等な荷重がかかる。また、ヒートシンクの外周部は、中心方向へ押される。そのため、ヒートシンクの底部の中央部分は、反圧入方向へ反力を受けるので、ヒートシンクの底部は、圧入方向へ変形しない。そのため、半導体ペレットも同様に圧入方向へ変形せず、半導体ペレットは、ヒートシンクの底部から変形方向とは逆方向の反力を受ける。よって、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、請求項３では、ダイオードの貫通孔への圧入は、先端が球状凹型に形成されている圧入治具により行われることを特徴としている。
【００２８】
このことにより、ヒートシンクの底部の外周部にかかる荷重をヒートシンクの底部の中央部分にかかる荷重よりも大きくすることができる。また、ヒートシンクの底部が球状凸型で形成されている場合、ヒートシンクの底部にほぼ均等な荷重をかけることができる。
【００２９】
また、請求項５では、円板状の底部を有するヒートシンクと、交流電流を直流電流に変換する半導体ペレットと、半導体ペレットの変形力を吸収する応力緩衝板とを備え、底部の一方の面に第１の半田、応力緩衝板、第２の半田、半導体ペレットがこの順序で積層されているダイオードにおいて、第２の半田の半導体ペレットとの接合面、もしくは応力緩衝板の第２の半田との接合面は、球状凹型に形成されていることを特徴としている。
【００３０】
第２の半田の半導体ペレットとの接合面が球状凹型に形成されている場合、ダイオード組付け時に半導体ペレットは、第２の半田との接合面に沿って変形する。そして、ダイオード圧入時、ヒートシンクの底部は、圧入方向に凸型に変形するため、第１の半田、及び応力緩衝板も同様に圧入方向に凸型に変形する。そして、第２の半田の応力緩衝板との接合面は、変形した応力緩衝板に沿って変形するため、第２の半田の半導体ペレットとの接合面は、平面状になる。これにより、半導体ペレットの変形を小さくすることができる。
【００３１】
また、応力緩衝板の第２の半田との接合面が球状凹型に形成されている場合、ダイオード組付け時に第２の半田は、応力緩衝板との接合面に沿って変形する。これにより、半導体ペレットも同様に第２の半田との接合面に沿って変形する。そして、ダイオード圧入時、ヒートシンクの底部は、圧入方向に凸型に変形するため、第１の半田も同様に圧入方向に凸型に変形する。そして、第１の半田の応力緩衝板との接合面は、変形した第１の半田に沿って変形するため、応力緩衝板の第２の半田との接合面は、平面状になる。これにより、第２の半田の半導体ペレットとの接合面は、平面状になる。そのため、半導体ペレットの変形を小さくすることができる。
【００３８】
また、請求項６では、貫通孔が形成されている放熱フィンにおいて、放熱フィンには、円板状の底部を有するヒートシンク、及び底部の一方の面に交流電流を直流電流に変換する半導体ペレットを備えたダイオードを放熱フィンの一方側から他方側に圧入可能な貫通孔が設けられ、且つ貫通孔の内径は、一方側から他方側方向に漸減していることを特徴としている。
【００３９】
ダイオード圧入時、ヒートシンクの外周部は、貫通孔の内径が圧入方向に漸減しているため、貫通孔の内周に沿って斜めに変形する。そのため、ヒートシンクの底部の中央部分は、反圧入方向に反力を受けるので、ヒートシンクの底部は、反圧入方向の球状凸型に変形し、半導体ペレットは、ヒートシンクの底部側に球状凸型に変形する。これにより、半導体ペレットは、ヒートシンクの底部から変形方向とは逆方向の反力を受ける。よって、半導体ペレットの変形を抑制することができる。
【００４２】
また、請求項７では、円板状の底部、及び底部の一方の面側に形成される周壁部を有するヒートシンクと、周壁部に包囲され、交流電流を直流電流に変換する半導体ペレットとを備えるダイオードを放熱フィンに設けられた貫通孔へ装着するダイオード装着方法において、ダイオードは、貫通孔へ圧入され、その後、周壁部の先端部の径を減少することを特徴としている。
【００４３】
このことにより、ヒートシンクの底部の中央部分は、反圧入方向に反力を受けるため、ヒートシンクの底部は、反圧入方向の球状凸型に変形する。そのため、半導体ペレットは、ヒートシンクの底部側に球状凸型に変形する。これにより、半導体ペレットは、ヒートシンクの底部から変形方向とは逆方向の反力を受ける。よって、半導体ペレットの変形を抑制することができる。
【００４４】
また、請求項８では、先端部の径の減少は、かしめにより行われることを特徴としている。
【００４５】
このことにより、周壁部の先端部の径は、減少する。よって、請求項７と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、請求項９では、放熱フィンには、貫通孔の近傍に他の貫通孔が設けられており、先端部の径の減少は、テーパー状で形成されているかしめ棒を他の貫通孔にダイオードの反圧入方向から圧入することにより行われることを特徴としている。
【００４７】
このことにより、貫通孔の内周は、他の貫通孔にかしめ棒を圧入することにより、中心方向に力が加わり、かしめ棒の側面に沿って変形する。そのため、ヒートシンクの周壁部は、変形した貫通孔の内周に沿って変形する。これにより、周壁部の先端部の径は、減少する。よって、請求項７と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、請求項１０では、他の貫通孔は、周方向にほぼ均等に少なくとも３つ、もしくは周方向全域に設けられていることを特徴としている。
【００４９】
このことにより、貫通孔の内周は、他の貫通孔にかしめ棒を圧入することにより、径方向にほぼ同心円状に変形する。そのため、ヒートシンクの底部は、径方向にほぼ同心円状に変形する。これにより、半導体ペレットも同様に径方向にほぼ同心円状に変形する。よって、半導体ペレットの耐久性を向上させることができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【００５１】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図１（ｂ）は、整流装置のフィン１１０へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図１（ｃ）は、本実施形態におけるダイオード１圧入後のダイオード１のヒートシンク２０の形状を示した図である。
【００５２】
図１（ａ）に示すダイオード１は、整流装置に用いられるものである。そのダイオード１は、ヒートシンク２０、半導体ペレットであるＳｉ素子３０、応力緩衝板４０、銅リード５０、及び半田６０，７０，８０等から構成されている。
【００５３】
ヒートシンク２０は、銅で形成され、有底円筒状であり、ダイオード１による整流時に発生する熱を整流装置のフィン１１０へ逃す役割を果たすものである。
【００５４】
また、ヒートシンク２０は、底部２０ａ、及び周壁部２０ｂを有している。周壁部２０ｂは、ダイオード１を整流装置のフィン１１０に形成されている貫通孔１３０に圧入した際、その貫通孔１３０の内周と嵌合する。また、ヒートシンク２０の底部２０ａには、圧入側に押圧面１００、及び押圧面１００の裏面に半田付面９０が形成されている。ヒートシンク２０の周壁部２０ｂは、底部２０ａの外周側に形成されていて、半田付面９０側に突出している。
【００５５】
半田付面９０には、圧入方向Ｂに応力緩衝板４０、Ｓｉ素子３０、及び銅リード５０の順に積層されており、これらは、半田６０、７０、８０を介して接合されている。また、押圧面１００は、半田付面９０の裏面であり、ダイオード１圧入時に圧入棒１２０により押圧される。
【００５６】
Ｓｉ素子３０は、ヒートシンク２０の周壁部２０ｂに包囲され、円板状であり、交流電流を直流電流に変換するものである。また、Ｓｉ素子３０により変換された直流電流は、銅リード５０を介して車両のバッテリ等に伝送される。
【００５７】
応力緩衝板４０は、Ｓｉ素子３０と同様に円板状であり、銅で形成されている。また、応力緩衝板４０は、ダイオード１圧入時、及びダイオードによる整流時におけるＳｉ素子３０の変形力を吸収するものである。
【００５８】
また、図１（ｂ）に示す整流装置のフィン１１０は、銅で形成されており、ダイオード１による整流時に発生する熱をダイオード１のヒートシンク２０から受け、その熱を放熱する役割を果たす。また、圧入治具である圧入棒１２０は、ダイオード１の貫通孔への圧入時に押圧面１００と接する先端面が球状凹型で形成されている。
【００５９】
また、ダイオード１のヒートシンク２０の外径をフィン１１０に形成されている貫通孔１３０の内径よりも大きくすることにより圧入代を設けている。
【００６０】
そして、硬質金属からなるＳＫＤ−１１の固定装置２にフィン１１０を挟み、フィン１１０に形成されている貫通孔１３０に押圧面１００が圧入方向Ｂとは逆方向を向くようにダイオード１を設置する。そして、圧入棒１２０の先端部と押圧面１００が接触するように圧入棒１２０を配し、ダイオード１の押圧面１００に荷重を印加し、圧入方向Ｂにダイオード１を圧入する。
【００６１】
この構成では、圧入棒１２０の先端面は、圧入方向Ｂとは逆方向の球状凹型に形成しているため、圧入棒１２０の先端面は、押圧面１００の外周部と主に接触する。そのため、ヒートシンク２０の底部２０ａの外周部にかかる荷重は、ヒートシンク２０の底部２０ａの中央部分にかかる荷重よりも大きくなる。また、ダイオード１の外径を貫通孔１３０の内径よりも大きくすることで圧入代を設けているため、ヒートシンク２０の周壁部２０ｂは、中心方向へ押される。これにより、ヒートシンク２０の底部２０ａの中央部分は、圧入方向Ｂとは逆方向へ大きな力を受けるため、ヒートシンク２０の底部２０ａは、図１（ｃ）に示すように、圧入方向Ｂとは逆方向の球状凸型に変形する。
【００６２】
このことにより、Ｓｉ素子３０は、ヒートシンク２０の底部２０ａ側に球状凸型に変形する。これにより、Ｓｉ素子３０は、Ｓｉ素子３０よりも硬い材質であるヒートシンク２０の底部２０ａから変形方向とは逆方向の反力を受けるため、Ｓｉ素子３０の変形が抑制される。よって、Ｓｉ素子３０の変形を小さくし、破壊を発生し難くすることができる。
【００６３】
なお、本実施形態でのダイオード１のヒートシンク２０は、有底円筒状で説明したが、ダイオード１のヒートシンク２０が図１２のようにほぼ円柱状であっても同様の効果を得ることができる。
【００６４】
（第２実施形態）
図２（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図２（ｂ）は、整流装置のフィン１１０へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図２（ｃ）は、本実施形態におけるのダイオード１圧入後のダイオード１のヒートシンク２１の形状を示した図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００６５】
図２（ａ）に示すように、本実施形態でのヒートシンク２１の底部２１ａは、圧入方向Ｂとは逆方向の球状凸型で形成している。ヒートシンク２１の底部２１ａを球状凸型にすることにより、半田付面９１、及び押圧面１０１の形状も圧入方向Ｂとは逆方向の球状凸型になる。なお、ヒートシンク２１の底部２１ａ、及び圧入棒１２０の先端面の曲面率は、ほぼ同じである。そのため、半田付面９１に配設される半田６１、応力緩衝板４１、半田７１、Ｓｉ素子３１、半田８１、及び銅リード５１の形状も半田付面９１に沿うように変形する。
【００６６】
この構成により、ダイオード１圧入時、ヒートシンク２１に形成されている押圧面１０１と圧入棒１２０の先端面がほぼ全域に接触するため、ヒートシンク２１の底部２１ａには、ほぼ均等な荷重がかかる。また、ダイオード１の外径を貫通孔１３０の内径よりも大きくすることで圧入代を設けているため、ヒートシンク２１の周壁部２１ｂは、中心方向へ押される。これにより、ヒートシンク２１の底部２１ａの中央部分は、圧入方向Ｂとは逆方向に反力を受けるため、ヒートシンク２１の底部２１ａは、図２（ｃ）に示すように、ほとんど変形が起こらない。そのため、Ｓｉ素子３１も同様にほぼ変形が起こらない。
【００６７】
このことにより、Ｓｉ素子３１は、Ｓｉ素子３０よりも硬い材質であるヒートシンク２１の底部２１ａから変形方向とは逆方向の反力を受けるため、Ｓｉ素子３０の変形が抑制される。よって、Ｓｉ素子３０の変形を小さくし、破壊を発生し難くすることができる。
【００６８】
なお、本実施形態でのダイオード１のヒートシンク２０は、有底円筒状で説明したが、ダイオード１のヒートシンク２０が図１２のようにほぼ円柱状であっても同様の効果を得ることができる。
【００６９】
（第３実施形態）
図３（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図３（ｂ）は、整流装置のフィン１１１へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図３（ｃ）は、本実施形態におけるのダイオード１圧入後のダイオード１のヒートシンク２０の形状を示した図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００７０】
図３（ｂ）に示すように、本実施形態での整流装置のフィン１１１に形成されている貫通孔１３１の内径は、圧入方向Ｂに漸減している。なお、貫通孔１３１の挿入側の内径は、フィン貫通孔径Ａである。また、圧入棒１２１の先端面は、平面で形成されている。
【００７１】
この構成により、ダイオード１圧入時、ヒートシンク２０の周壁部２０ｂは、貫通孔１３１の内径が圧入方向Ｂに漸減しているため、貫通孔１３１の内周に沿って斜めに変形する。そのため、ヒートシンク２０の底部２０ａの中央部分は、圧入方向Ｂとは逆方向に反力を受ける。これにより、ヒートシンク２０の底部２０ａの中央部分は、圧入方向Ｂとは逆方向の大きな力を受けるため、ヒートシンク２０の底部２０ａは、図３（ｃ）に示すように、圧入方向Ｂとは逆方向の球状凸型に変形する。
【００７２】
このことにより、Ｓｉ素子３０は、ヒートシンク２０の底部２０ａ側に球状凸型に変形する。これにより、Ｓｉ素子３０は、Ｓｉ素子３０よりも硬い材質であるヒートシンク２０の底部２０ａから変形方向とは逆方向の反力を受けるため、Ｓｉ素子３０の変形が抑制される。よって、Ｓｉ素子３０の変形を小さくし、破壊を発生し難くすることができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、先端面が圧入方向Ｂとは逆方向の球状凹型に形成している圧入棒１２０を用いても同様の効果を得ることができる。また、本実施形態でのダイオード１のヒートシンク２０は、有底円筒状で説明したが、ダイオード１のヒートシンク２０が図１２のようにほぼ円柱状であっても同様の効果を得ることができる。
【００７４】
（第４実施形態）
図４（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図４（ｂ）は、整流装置のフィン１１０へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図４（ｃ）は、本実施形態におけるのダイオード１圧入後のダイオード１のヒートシンク２０のかしめ状態を示した図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００７５】
本実施形態では、ヒートシンク２０の周壁部２０ｂの先端部が圧入方向Ｂのフィン１１０端部を突出するようにダイオード１を圧入する。そして、その先端部の径が小さくなるようにかしめ治具により、先端部をかしめる。これにより、ヒートシンク２０の底部２０ａの中央部分は、ダイオード１圧入時よりも圧入方向Ｂとは逆方向に大きい反力を受ける。そのため、ヒートシンク２０の底部２０ａの形状は、ダイオード１圧入時よりも圧入方向Ｂとは逆方向の球状凸型に大きく変形する。
【００７６】
このことにより、Ｓｉ素子３０は、ダイオード１圧入時よりもヒートシンク２０の底部２０ａ側に球状凸型に大きく変形する。これにより、Ｓｉ素子３０は、Ｓｉ素子３０よりも硬い材質であるヒートシンク２０の底部２０ａからダイオード１圧入時よりも変形方向とは逆方向の大きい反力を受けるため、Ｓｉ素子３０の変形が抑制される。よって、ダイオード１による整流時におけるＳｉ素子３０の変形を小さくし、破壊をより発生し難くすることができる。
【００７７】
（第５実施形態）
図５（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図５（ｂ）は、整流装置のフィン１１２へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図５（ｃ）は、本実施形態におけるダイオード１圧入後、整流装置のフィン１１２にかしめ棒４を圧入した時を示した図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００７８】
図５（ｂ）に示すように、本実施形態では、整流装置のフィン１１２に形成されている貫通孔１３０の近傍に他の貫通孔であるかしめ棒挿入孔３が空けられている。そのかしめ棒挿入孔３は、周方向に均等になるように少なくとも３つ、もしくは周方向全域に穴が空けられている。
【００７９】
かしめ棒挿入孔３に圧入されるかしめ棒４は、フィン１１２より硬い材質で形成されている。また、かしめ棒４は、フィン１１２の板厚よりも長く、先端にいくに従って径が小さくなるようなテーパー状をしている。
【００８０】
この構成により、ダイオード１圧入後、かしめ棒４をかしめ棒挿入孔３に圧入方向Ｂとは逆方向に圧入する。そして、貫通孔１３０の内周は、かしめ棒４の側面に沿って斜めに変形する。そのため、ヒートシンク２０の周壁部２０ｂは、変形した貫通孔１３０の内周から中心方向に押され、貫通孔１３０の内周に沿って斜めに変形する。これにより、ヒートシンク２０の底部２０ａの中央部分は、ダイオード１圧入時よりも圧入方向Ｂとは逆方向に大きい反力を受けるため、ヒートシンク２０の底部２０ａの形状は、ダイオード１圧入時よりも圧入方向Ｂとは逆方向の球状凸型に大きく変形する。
【００８１】
このことにより、Ｓｉ素子３０は、ダイオード１圧入時よりもヒートシンク２０の底部２０ａ側に球状凸型に大きく変形する。これにより、Ｓｉ素子３０は、Ｓｉ素子３０よりも硬い材質であるヒートシンク２０の底部２０ａからダイオード１圧入時よりも変形方向とは逆方向の大きい反力を受けるため、Ｓｉ素子３０の変形が抑制される。よって、ダイオード１による整流時におけるＳｉ素子３０の変形を小さくし、破壊をより発生し難くすることができる。
【００８２】
（第６実施形態）
図６（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図６（ｂ）は、整流装置のフィン１１０へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図６（ｃ）は、本実施形態におけるの圧入後のダイオード１の形状を示した図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００８３】
図６（ａ）に示すように、Ｓｉ素子３２、及び応力緩衝板４２との間には、これらを接合するために半田７２が用いられている。その半田７２は、中心部分が薄くなるように圧入方向Ｂとは逆方向の球状凹型で形成されている。これは、先端が丸い治具で半田７２を圧入することで形成できる。また、図６（ｂ）に示すように、圧入棒１２１の先端は、従来と同じく平面で形成されている。
【００８４】
この構成により、ダイオード１の組み付け時にＳｉ素子３２、及び銅リード５２は、球状凹型で形成さている半田７２との接合面に沿って変形する。そして、ダイオード１を圧入後、ヒートシンク２０の底部２０ａは、図６（ｃ）に示すように、圧入方向Ｂに凸型に変形する。そのため、応力緩衝板４２もヒートシンク２０の底部２０ａと同じように凸型に変形し、半田７２の応力緩衝板４２との接合面は、変形した応力緩衝板４２に沿って変形するので、半田７２のＳｉ素子３２との接合面は、平面状になる。
【００８５】
このことにより、Ｓｉ素子３２は、平面状に変形するため、ほとんど内部応力が発生しない。そのため、Ｓｉ素子３２の破壊を発生し難くすることができる。
【００８６】
なお、本実施形態でのダイオード１のヒートシンク２０は、有底円筒状で説明したが、ダイオード１のヒートシンク２０が図１２のようにほぼ円柱状であっても同様の効果を得ることができる。
【００８７】
（第７実施形態）
図７（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図７（ｂ）は、整流装置のフィン１１０へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図７（ｃ）は、本実施形態におけるの圧入後のダイオード１の形状を示した図である。ここでは、第６実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００８８】
図７（ａ）に示すように、応力緩衝板４３は、中心部分が薄くなるように圧入方向Ｂとは逆方向の球状凹型で形成されている。これは、先端が丸い治具で応力緩衝板４３を圧入することで形成できる。
【００８９】
この構成により、ダイオード１の組み付け時に半田７３、Ｓｉ素子３３、及び銅リード５３は、球状凹部で形成されている応力緩衝板４との接合面に沿って変形する。そして、ダイオード１を圧入後、ヒートシンク２０の底部２０ａは、図７（ｃ）に示すように、圧入方向Ｂに凸型に変形するため、半田７３も同様に凸型に変形する。そして、応力緩衝板４３の半田７３との接合面は、変形した半田７３に沿って変形するため、応力緩衝板４３の半田７３との接合面は、平面状になる。
【００９０】
このことにより、Ｓｉ素子３２は、平面状に変形するため、ほとんど内部応力が発生しない。そのため、Ｓｉ素子３２の破壊を発生し難くすることができる。
【００９１】
なお、本実施形態でのダイオード１のヒートシンク２０は、有底円筒状で説明したが、ダイオード１のヒートシンク２０が図１２のようにほぼ円柱状であっても同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（第８実施形態）
図８（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図８（ｂ）は、整流装置のフィン１１３へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図８（ｃ）は、本実施形態におけるダイオード１による整流時のダイオード１の形状を示した図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００９３】
図８（ｂ）に示すように、本実施形態では、整流装置のフィン１１３を熱膨張係数が異なる第１のフィン１１３ａ、及び第２のフィン１１３ｂの二層に分けて構成されている。第２のフィン１１３ｂは、第１のフィン１１３ａよりも熱膨張係数が大きい材質を選択する。なお、第１のフィン１１３ａと第２のフィン１１３ｂは、熱処理により結合されている。また、フィン１１３は、一体に形成されていて、熱加工することにより、熱膨張係数が異なるように分けてもよい。
【００９４】
この構成により、ダイオード１による整流時、熱膨張係数が大きい第２のフィン１０３ｂは、第１のフィン１１３ａに比べて熱膨張が大きくなる。そのため、第２のフィン１１３ｂは、図８（ｃ）に示すように、ダイオード１を圧入する貫通孔１３０の中心方向に第１のフィン１１３ａよりも大きく変形する。これにより、ヒートシンク２０の周壁部２０ｂは、第１のフィン１１３ａ、及び第２のフィン１１３ｂにより中心方向に押されるため、周壁部２０ｂの先端部が中心方向に大きく変形する。これにより、ヒートシンク２０の底部２０ａの中央部分は、ダイオード１圧入時よりも圧入方向Ｂとは逆方向に大きい反力を受けるため、ヒートシンク２０の底部２０ａの形状は、ダイオード１圧入時よりも圧入方向Ｂとは逆方向の球状凸型に大きく変形する。
【００９５】
このことにより、Ｓｉ素子３０は、ダイオード１圧入時よりもヒートシンク２０の底部２０ａ側に球状凸型に大きく変形する。これにより、Ｓｉ素子３０は、Ｓｉ素子３０よりも硬い材質であるヒートシンク２０の底部２０ａからダイオード１圧入時よりも変形方向とは逆方向の大きい反力を受けるため、Ｓｉ素子３０の変形が抑制される。よって、ダイオード１による整流時におけるＳｉ素子３０の変形を小さくし、破壊をより発生し難くすることができる。
【００９６】
（第９実施形態）
図９（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図９（ｂ）は、整流装置のフィン１１０へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図９（ｃ）は、本実施形態におけるダイオード１による整流時のダイオード１の形状を示した図である。ここでは、第８実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００９７】
図９（ａ）に示すように、本実施形態では、ヒートシンク２２の周壁部２２ｂは、熱膨張係数が異なる第１の周壁部２２ｃ、及び第２の周壁部２２ｄの二層に分けて構成されている。第２の周壁部２２ｄは、第１の周壁部２２ｃよりも熱膨張係数が大きい材質を選択する。また、第１の周壁部２２ｃと第２の周壁部２２ｄは、熱処理により結合されている。なお、ヒートシンク２２の周壁部２２ｂは、一体に形成されていて、熱加工することにより、熱膨張係数が異なるように分けてもよい。
【００９８】
この構成により、ダイオード１による整流時、熱膨張係数が大きい第２の周壁部２２ｄは、第１の周壁部２２ｃに比べて熱膨張が大きくなる。そして、第２の周壁部２２ｄの外周には、フィン１１０の内周を接しているため、第２の周壁部２２ｄは、図９（ｃ）に示すように、中心方向に第１の周壁部２２ｃよりも大きく変形する。これにより、ヒートシンク２２の底部２２ａの中央部分は、ダイオード１圧入時よりも圧入方向Ｂとは逆方向に大きい反力を受けるため、ヒートシンク２２の底部２２ａの形状は、ダイオード１圧入時よりも圧入方向Ｂとは逆方向に径が広がる球状凸型に大きく変形する。
【００９９】
このことにより、Ｓｉ素子３０は、ダイオード１圧入時よりもヒートシンク２０の底部２０ａ側に球状凸型に大きく変形する。これにより、Ｓｉ素子３０は、Ｓｉ素子３０よりも硬い材質であるヒートシンク２０の底部２０ａからダイオード１圧入時よりも変形方向とは逆方向の大きい反力を受けるため、Ｓｉ素子３０の変形が抑制される。よって、ダイオード１による整流時におけるＳｉ素子３０の変形を小さくし、破壊をより発生し難くすることができる。
【０１００】
（第１０実施形態）
図１０（ａ）は、本実施形態におけるダイオード１の形状を示した図である。また、図１０（ｂ）は、整流装置のフィン１１０へのダイオード１の圧入方法を示した図である。また、図１０（ｃ）は、本実施形態におけるダイオード１による整流時のダイオード１の形状を示した図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【０１０１】
本実施形態では、図１０（ａ）に示すダイオード１のヒートシンク２０の熱膨張係数を銅リード５０の熱膨張係数よりも大きくしている。
【０１０２】
この構成により、ダイオード１による整流時、熱膨張係数が大きいダイオード１のヒートシンク２０は、銅リード５０に比べて熱膨張が大きくなる。これにより、ヒートシンク２０の底部２０ａの中央部分は、圧入方向Ｂとは逆方向にダイオード圧入時よりも大きい反力を受けるため、ヒートシンク２０の底部２０ａの形状は、ダイオード１圧入時よりも図８（ｃ）に示すように、圧入方向Ｂとは逆方向の球状凸型に大きく変形する。
【０１０３】
このことにより、Ｓｉ素子３０は、ダイオード１圧入時よりもヒートシンク２０の底部２０ａ側に球状凸型に大きく変形する。これにより、Ｓｉ素子３０は、Ｓｉ素子３０よりも硬い材質であるヒートシンク２０の底部２０ａからダイオード１圧入時よりも変形方向とは逆方向の大きい反力を受けるため、Ｓｉ素子３０の変形が抑制される。よって、ダイオード１による整流時におけるＳｉ素子３０の変形を小さくし、破壊をより発生し難くすることができる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、ダイオード１のヒートシンク２０の熱膨張係数をＳｉ素子３０の熱膨張係数よりも大きく構成しても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図９】本発明の第９実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図１０】本発明の第１０実施形態に係るダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図１１】従来例１のダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【図１２】従来例２のダイオード構造、及びその圧入方法を示した図である。
【符号の説明】
１…ダイオード、
２…固定装置、
３…かしめ棒挿入孔、
４…かしめ棒、
２ａ、２ｂ、２０、２１、２２…ヒートシンク、
３ａ、３ｂ、３０、３１、３２、３３…Ｓｉ素子、
４ａ、４ｂ、４０、４１、４２、４３…応力緩衝板、
５ａ、５ｂ、５０、５１、５２、５３…銅リード、
６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、６０、６１、６２、６３、７０、７１、７２、７３、８０、８１、８２、８３…半田、
９ａ、９ｂ、９０、９１…半田付面、
１０ａ、１０ｂ、１００、１０１…押圧面、
２０ａ、２１ａ、２２ａ…底部、
２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ…周壁部、
２２ｃ…第１の周壁部、
２２ｄ…第２の周壁部、
１１０、１１１、１１２、１１３…フィン、
１１３ａ…第１のフィン、
１１３ｂ…第２のフィン、
１２０、１２１…圧入棒、
１３０、１３１…貫通孔、
Ａ…フィン貫通孔径、
Ｂ…圧入方向。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a diode structure for press-fitting into a fin and a press-fitting method thereof, and is particularly suitable for use in a rectifier of a vehicle AC generator mounted on a passenger car, a truck or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for joining a diode to a fin of a rectifier, a method by press-fitting is known as described in JP-A-5-114678. In order to press-fit the diode into the fin, it is necessary to make the outer diameter of the heat sink of the diode larger than the inner diameter of the through-hole of the fin of the rectifier and to provide a press-fitting allowance so that the diode does not come off from the fin. is there. Therefore, it must be applied with a high load at the time of diode press-fitting.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a load applied to the heat sink of the diode is increased when the diode is pressed, the shape of the heat sink of the diode is deformed as shown in FIGS. 11C and 12C, causing the destruction of the Si element. This will be described with reference to the drawings.
[0004]
(Conventional example 1)
FIG. 11A is a diagram showing the shape of the diode. FIG.11 (b) is the figure which showed the time of the diode press injection to the fin of a rectifier. FIG. 11C shows the shape of the heat sink of the diode after diode press-fitting.
[0005]
As shown in FIG. 11A, the diode 1 includes a heat sink 20, a Si element 30, a stress buffer plate 40, a copper lead 50, solders 60, 70, 80, and the like.
[0006]
The heat sink 20 is made of copper and has a bottomed cylindrical shape, and plays a role of releasing heat generated during rectification by the diode 1 to the fin 110 of the rectifier. Further, the heat sink 20 is formed with a soldering surface 90 and a pressing surface 100. On the soldering surface 90, the stress buffer plate 40, the Si element 30, and the copper lead 50 are laminated in this order, and these are joined via solders 60, 70, and 80. The pressing surface 100 is the back surface of the soldering surface 90 and is pressed by the pressing rod 121 when the diode 1 is pressed into the fin 110.
[0007]
The Si element 30 has a disk shape and converts alternating current into direct current. The converted direct current is transmitted to the vehicle battery or the like via the copper lead 50.
[0008]
The stress buffer plate 40 is made of copper and absorbs the deformation force of the Si element 30 when the diode 1 is press-fitted and during rectification by the diode 1.
[0009]
Further, a press-fitting allowance is provided by making the outer diameter of the heat sink 20 of the diode 1 larger than the inner diameter of the through hole 130 formed in the fin 110.
[0010]
Then, as shown in FIG. 11B, the diode 1 described above is installed in the through hole 130 formed in the fin 110, and the pressing surface 100 is pressed in the press-fitting direction B by the press-fitting rod 121 having a flat tip surface. Apply a load to and press fit.
[0011]
Since the press-fitting allowance is provided at the bottom of the heat sink 20 when the diode 1 is press-fitted, the outer peripheral portion of the heat sink 20 is pushed from the inner peripheral wall of the through hole 130 toward the center. Furthermore, since the front end surface of the press-fit rod 121 is a flat surface, an even load is applied to the entire pressing surface 100 of the heat sink 20. Therefore, the central portion of the bottom of the heat sink 20 receives a large reaction force in the press-fitting direction B.
[0012]
As a result, the heat sink 20 after press-fitting the diode 1 is deformed into a convex shape in the press-fitting direction B as shown in FIG.
[0013]
(Conventional example 2)
Next, Conventional Example 2 will be described. As shown in FIG. 12A, the diode 1 includes a heat sink 2a, a Si element 3a, a stress buffer plate 4a, a copper lead 5a, solders 6a, 7a, 8a, and the like.
[0014]
The heat sink 2a is made of copper and has a substantially cylindrical shape, and plays a role of releasing heat generated during rectification by the diode 1 to the fin 110 of the rectifier. The heat sink 2a has a soldering surface 9a and a pressing surface 10a. On the soldered surface 9a, the stress buffer plate 4a, the Si element 3a, and the copper lead 5a are laminated in this order, and these are joined via solders 6a, 7a, and 8a. The pressing surface 10a is the back surface of the soldering surface 9a and is pressed by the pressing rod 121 when the diode 1 is pressed.
[0015]
The Si element 3a, the stress buffer plate 4a, and the copper lead 5a are the same as those in Conventional Example 1.
[0016]
Further, the press-fitting allowance is provided by making the outer diameter of the heat sink 2 a of the diode 1 larger than the inner diameter of the through hole 130 formed in the fin 110.
[0017]
Then, as shown in FIG. 11B, the diode 1 described above is installed in the through-hole 130, and a press-fitting rod 121 having a flat tip surface is applied with a load to the pressing surface 10a in the press-fitting direction B. To do.
[0018]
When the diode 1 is press-fitted, since a press-fitting allowance is provided in the heat sink 2a, the outer peripheral portion of the heat sink 2a is pushed from the inner peripheral wall of the through hole 130 toward the center. Furthermore, since the front end surface of the press-fit rod 121 is a flat surface, an even load is applied to the entire pressing surface 10a of the heat sink 2a. Therefore, the central portion of the heat sink 2a receives a large reaction force in the press-fitting direction B.
[0019]
Thus, the heat sink 2a after the diode 1 is press-fitted is deformed into a convex shape in the press-fitting direction B as shown in FIG.
[0020]
As described above, after the diode is press-fitted into the fin of the rectifier, the heat sink of the diode is deformed into a convex shape in the press-fitting direction, so that the Si element is deformed into a concave shape on the opposite side to the heat sink of the diode. As a result, a hard material such as a diode heat sink is not provided in the deformation direction of the Si element, and therefore, the Si element does not receive a reaction force in the direction opposite to the deformation direction. Therefore, deformation of the Si element cannot be suppressed. Thereby, destruction of the Si element may occur. Even if the Si element does not break when the diode is press-fitted, the Si element generates internal stress in the press-fitting direction due to heat generation during rectification by the diode, so that the deformation amount may increase and breakage may occur.
[0021]
Even if the Si element breaks down at any time, the Si element is deformed into a concave shape on the opposite side of the diode heat sink by deforming the diode heat sink into a convex shape in the press-fitting direction. The main reason is that the deformation of the material cannot be suppressed.
[0022]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to suppress deformation of the Si element.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, in claim 1, a diode including a heat sink having a disk-like bottom and a semiconductor pellet provided on one surface of the bottom for converting an alternating current into a direct current is provided as a radiating fin. In the diode press-fitting method for press-fitting into a through hole provided in the base, a load is mainly applied to the outer peripheral portion of the other surface of the bottom portion to press-fit the diode into the through hole.
[0024]
As a result, the outer periphery of the bottom of the heat sink is pushed in the center direction. For this reason, the central portion of the bottom of the heat sink receives a reaction force in the counter press-fitting direction, so that the bottom of the heat sink is deformed into a spherical convex shape in the counter press-fitting direction. Therefore, the semiconductor pellet is deformed into a spherical convex shape on the bottom side of the heat sink, and the semiconductor pellet receives a reaction force in a direction opposite to the deformation direction from the bottom of the heat sink. Therefore, deformation of the semiconductor pellet can be suppressed.
[0025]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a diode having a heat sink having a disk-shaped bottom portion and a semiconductor pellet provided on one surface of the bottom portion for converting alternating current into direct current. In the diode press-fitting method, the other surface of the bottom is formed in a spherical convex shape, and the diode is press-fitted into the through hole while applying a load almost evenly to the other surface. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a diode including a heat sink having a disk-shaped bottom and a semiconductor pellet that is provided on one surface of the bottom and converts alternating current into direct current. It is characterized by being formed in a spherical convex shape.
[0026]
As a result, the other surface of the bottom portion of the heat sink and the tip surface of the press-fitting jig come into contact with each other at almost the entire area when the diode is press-fitted. Therefore, a substantially uniform load is applied to the bottom of the heat sink. Further, the outer peripheral portion of the heat sink is pushed toward the center. Therefore, the central portion of the bottom portion of the heat sink receives a reaction force in the counter press-fitting direction, so that the bottom portion of the heat sink does not deform in the press-fitting direction. For this reason, the semiconductor pellet is similarly not deformed in the press-fitting direction, and the semiconductor pellet receives a reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom of the heat sink. Therefore, an effect similar to that of the first aspect can be obtained.
[0027]
According to a third aspect of the present invention, the press-fitting into the through hole of the diode is performed by a press-fitting jig whose tip is formed in a spherical concave shape.
[0028]
Thereby, the load applied to the outer peripheral part of the bottom part of the heat sink can be made larger than the load applied to the central part of the bottom part of the heat sink. When the bottom of the heat sink is formed in a spherical convex shape, a substantially uniform load can be applied to the bottom of the heat sink.
[0029]
According to a fifth aspect of the present invention, a heat sink having a disk-shaped bottom portion, a semiconductor pellet that converts alternating current into direct current, and a stress buffer plate that absorbs deformation force of the semiconductor pellet are provided, and one surface of the bottom portion is provided. In the diode in which the first solder, the stress buffer plate, the second solder, and the semiconductor pellet are stacked in this order, the bonding surface of the second solder with the semiconductor pellet or the second solder of the stress buffer plate The joining surface is characterized by being formed in a spherical concave shape.
[0030]
When the joint surface of the second solder with the semiconductor pellet is formed in a spherical concave shape, the semiconductor pellet is deformed along the joint surface with the second solder when the diode is assembled. When the diode is press-fitted, the bottom portion of the heat sink is deformed into a convex shape in the press-fitting direction, so that the first solder and the stress buffer plate are similarly deformed into a convex shape in the press-fitting direction. Since the joint surface of the second solder with the stress buffer plate is deformed along the deformed stress buffer plate, the joint surface of the second solder with the semiconductor pellet becomes planar. Thereby, the deformation | transformation of a semiconductor pellet can be made small.
[0031]
Further, when the joint surface of the stress buffer plate with the second solder is formed in a spherical concave shape, the second solder is deformed along the joint surface with the stress buffer plate when the diode is assembled. As a result, the semiconductor pellet is similarly deformed along the joint surface with the second solder. When the diode is press-fitted, the bottom portion of the heat sink is deformed into a convex shape in the press-fitting direction, so that the first solder is also deformed into a convex shape in the press-fitting direction. Then, since the joint surface of the first solder with the stress buffer plate is deformed along the deformed first solder, the joint surface of the stress buffer plate with the second solder becomes planar. Thereby, the joint surface of the second solder with the semiconductor pellet becomes planar. Therefore, deformation of the semiconductor pellet can be reduced.
[0038]
Claims 6 Then, in the heat radiating fin in which the through hole is formed, the heat radiating fin radiates heat from a heat sink having a disk-shaped bottom and a diode having a semiconductor pellet that converts alternating current to direct current on one surface of the bottom. A through hole that can be press-fitted from one side of the fin to the other side is provided, and the inner diameter of the through hole gradually decreases from one side to the other side.
[0039]
At the time of diode press-fitting, the outer periphery of the heat sink is deformed obliquely along the inner periphery of the through-hole because the inner diameter of the through-hole gradually decreases in the press-fitting direction. Therefore, the center part of the bottom of the heat sink receives a reaction force in the counter press-fit direction, so the bottom of the heat sink is deformed into a spherical convex shape in the counter press-fit direction, and the semiconductor pellet is deformed into a spherical convex shape on the bottom side of the heat sink. To do. Thereby, the semiconductor pellet receives a reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom of the heat sink. Therefore, deformation of the semiconductor pellet can be suppressed.
[0042]
Claims 7 Then, a diode having a disk-shaped bottom portion and a heat sink having a peripheral wall portion formed on one surface side of the bottom portion and a semiconductor pellet surrounded by the peripheral wall portion and converting alternating current into direct current is used as a heat radiation fin. In the diode mounting method for mounting in the provided through hole, the diode is press-fitted into the through hole, and then the diameter of the tip of the peripheral wall portion is reduced.
[0043]
As a result, the central portion of the bottom of the heat sink receives a reaction force in the counter press-fitting direction, so that the bottom of the heat sink is deformed into a spherical convex shape in the counter press-fitting direction. Therefore, the semiconductor pellet is deformed into a spherical convex shape on the bottom side of the heat sink. Thereby, the semiconductor pellet receives a reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom of the heat sink. Therefore, deformation of the semiconductor pellet can be suppressed.
[0044]
Claims 8 Then, the diameter of the tip is reduced by caulking.
[0045]
Thereby, the diameter of the front-end | tip part of a surrounding wall part reduces. Therefore, the claim 7 The same effect can be obtained.
[0046]
Claims 9 Then, in the radiating fin, another through hole is provided in the vicinity of the through hole, and the decrease in the diameter of the tip portion is caused by tapering the caulking rod formed in the other through hole. It is characterized by being performed by press-fitting from
[0047]
As a result, the inner circumference of the through hole is deformed along the side surface of the caulking bar by applying a force in the center direction by press-fitting the caulking bar into the other through hole. Therefore, the peripheral wall portion of the heat sink is deformed along the inner periphery of the deformed through hole. Thereby, the diameter of the front-end | tip part of a surrounding wall part reduces. Therefore, the claim 7 The same effect can be obtained.
[0048]
Claims 10 Then, the other through-holes are characterized by being provided at least three in the circumferential direction, or in the entire circumferential direction.
[0049]
As a result, the inner periphery of the through hole is deformed substantially concentrically in the radial direction by press-fitting a caulking bar into another through hole. Therefore, the bottom part of the heat sink is deformed substantially concentrically in the radial direction. As a result, the semiconductor pellet is also deformed substantially concentrically in the radial direction. Therefore, the durability of the semiconductor pellet can be improved.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments shown in the drawings will be described.
[0051]
(First embodiment)
FIG. 1A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. Moreover, FIG.1 (b) is the figure which showed the press injection method of the diode 1 to the fin 110 of a rectifier. Moreover, FIG.1 (c) is the figure which showed the shape of the heat sink 20 of the diode 1 after the diode 1 press injection in this embodiment.
[0052]
A diode 1 shown in FIG. 1A is used in a rectifier. The diode 1 includes a heat sink 20, a Si element 30 which is a semiconductor pellet, a stress buffer plate 40, a copper lead 50, and solders 60, 70, 80 and the like.
[0053]
The heat sink 20 is formed of copper and has a bottomed cylindrical shape, and plays a role of releasing heat generated during rectification by the diode 1 to the fins 110 of the rectifier.
[0054]
The heat sink 20 has a bottom portion 20a and a peripheral wall portion 20b. When the diode 1 is press-fitted into the through hole 130 formed in the fin 110 of the rectifier, the peripheral wall portion 20b is fitted to the inner periphery of the through hole 130. Further, on the bottom 20 a of the heat sink 20, a pressing surface 100 is formed on the press-fitting side, and a soldering surface 90 is formed on the back surface of the pressing surface 100. The peripheral wall portion 20b of the heat sink 20 is formed on the outer peripheral side of the bottom portion 20a and protrudes toward the soldering surface 90 side.
[0055]
On the soldering surface 90, the stress buffer plate 40, the Si element 30, and the copper lead 50 are sequentially laminated in the press-fitting direction B, and these are joined via solders 60, 70, and 80. The pressing surface 100 is the back surface of the soldering surface 90 and is pressed by the pressing rod 120 when the diode 1 is pressed.
[0056]
The Si element 30 is surrounded by the peripheral wall portion 20b of the heat sink 20 and has a disk shape, and converts alternating current into direct current. Further, the direct current converted by the Si element 30 is transmitted to a vehicle battery or the like via the copper lead 50.
[0057]
The stress buffer plate 40 has a disk shape like the Si element 30 and is made of copper. The stress buffer plate 40 absorbs the deformation force of the Si element 30 when the diode 1 is press-fitted and during rectification by the diode.
[0058]
Further, the fin 110 of the rectifier shown in FIG. 1B is made of copper and plays a role of receiving heat generated during rectification by the diode 1 from the heat sink 20 of the diode 1 and radiating the heat. In addition, the press-fitting rod 120 that is a press-fitting jig has a spherical concave shape at the tip surface that comes into contact with the pressing surface 100 when press-fitting into the through hole of the diode 1.
[0059]
Further, a press-fitting allowance is provided by making the outer diameter of the heat sink 20 of the diode 1 larger than the inner diameter of the through hole 130 formed in the fin 110.
[0060]
And the fin 110 is pinched | interposed into the fixing device 2 of SKD-11 which consists of hard metals, and the diode 1 is installed so that the press surface 100 may face the reverse direction to the press-fit direction B in the through-hole 130 formed in the fin 110. . Then, the press-fitting rod 120 is arranged so that the tip of the press-fitting rod 120 and the pressing surface 100 are in contact with each other, a load is applied to the pressing surface 100 of the diode 1, and the diode 1 is press-fitted in the press-fitting direction B.
[0061]
In this configuration, the tip surface of the press-fit rod 120 is formed in a spherical concave shape in the direction opposite to the press-fit direction B, so the tip surface of the press-fit rod 120 is mainly in contact with the outer peripheral portion of the pressing surface 100. Therefore, the load applied to the outer peripheral portion of the bottom portion 20 a of the heat sink 20 is larger than the load applied to the central portion of the bottom portion 20 a of the heat sink 20. Moreover, since the allowance allowance is provided by making the outer diameter of the diode 1 larger than the inner diameter of the through hole 130, the peripheral wall portion 20b of the heat sink 20 is pushed toward the center. As a result, the central portion of the bottom portion 20a of the heat sink 20 receives a large force in the direction opposite to the press-fitting direction B. Therefore, the bottom portion 20a of the heat sink 20 is opposite to the press-fitting direction B as shown in FIG. Deforms into a spherical convex shape in the direction.
[0062]
As a result, the Si element 30 is deformed into a spherical convex shape on the bottom 20 a side of the heat sink 20. As a result, the Si element 30 receives a reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom 20a of the heat sink 20, which is a harder material than the Si element 30, so that deformation of the Si element 30 is suppressed. Therefore, it is possible to reduce the deformation of the Si element 30 and make it difficult to break down.
[0063]
Although the heat sink 20 of the diode 1 in the present embodiment has been described as having a bottomed cylindrical shape, the same effect can be obtained even if the heat sink 20 of the diode 1 is substantially cylindrical as shown in FIG.
[0064]
(Second Embodiment)
FIG. 2A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 2B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 110 of the rectifier. FIG. 2C is a diagram showing the shape of the heat sink 21 of the diode 1 after the diode 1 is press-fitted in the present embodiment. Here, the same parts as those in the first embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0065]
As shown in FIG. 2A, the bottom 21 a of the heat sink 21 in this embodiment is formed in a spherical convex shape in the direction opposite to the press-fitting direction B. By making the bottom 21a of the heat sink 21 into a spherical convex shape, the shapes of the soldering surface 91 and the pressing surface 101 are also spherical convex shapes in the direction opposite to the press-fitting direction B. Note that the curved surface ratios of the bottom 21a of the heat sink 21 and the tip surface of the press-fit rod 120 are substantially the same. Therefore, the shapes of the solder 61, the stress buffer plate 41, the solder 71, the Si element 31, the solder 81, and the copper lead 51 disposed on the soldering surface 91 are also deformed along the soldering surface 91.
[0066]
With this configuration, when the diode 1 is press-fitted, the pressing surface 101 formed on the heat sink 21 and the tip end surface of the press-fitting rod 120 are in contact with almost the entire region, so that a substantially equal load is applied to the bottom 21 a of the heat sink 21. Moreover, since the press-fitting allowance is provided by making the outer diameter of the diode 1 larger than the inner diameter of the through hole 130, the peripheral wall portion 21b of the heat sink 21 is pushed toward the center. Thereby, since the center part of the bottom 21a of the heat sink 21 receives a reaction force in the direction opposite to the press-fitting direction B, the bottom 21a of the heat sink 21 hardly deforms as shown in FIG. Therefore, the Si element 31 is hardly deformed in the same manner.
[0067]
As a result, the Si element 31 receives a reaction force in a direction opposite to the deformation direction from the bottom 21 a of the heat sink 21, which is a harder material than the Si element 30, so that deformation of the Si element 30 is suppressed. Therefore, it is possible to reduce the deformation of the Si element 30 and make it difficult to break down.
[0068]
Although the heat sink 20 of the diode 1 in the present embodiment has been described as having a bottomed cylindrical shape, the same effect can be obtained even if the heat sink 20 of the diode 1 is substantially cylindrical as shown in FIG.
[0069]
(Third embodiment)
FIG. 3A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 3B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 111 of the rectifier. FIG. 3C is a diagram showing the shape of the heat sink 20 of the diode 1 after the diode 1 is press-fitted in the present embodiment. Here, the same parts as those in the first embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0070]
As shown in FIG. 3 (b), the inner diameter of the through hole 131 formed in the fin 111 of the rectifying device in this embodiment is gradually reduced in the press-fitting direction B. The inner diameter of the through hole 131 on the insertion side is the fin through hole diameter A. Moreover, the front end surface of the press-fitting rod 121 is formed as a flat surface.
[0071]
With this configuration, when the diode 1 is press-fitted, the peripheral wall portion 20 b of the heat sink 20 is deformed obliquely along the inner periphery of the through-hole 131 because the inner diameter of the through-hole 131 is gradually reduced in the press-fitting direction B. Therefore, the central portion of the bottom 20 a of the heat sink 20 receives a reaction force in the direction opposite to the press-fitting direction B. As a result, the central portion of the bottom 20a of the heat sink 20 receives a large force in the direction opposite to the press-fitting direction B, so that the bottom 20a of the heat sink 20 is opposite to the press-fitting direction B as shown in FIG. Deforms into a spherical convex shape in the direction.
[0072]
As a result, the Si element 30 is deformed into a spherical convex shape on the bottom 20 a side of the heat sink 20. As a result, the Si element 30 receives a reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom 20a of the heat sink 20, which is a harder material than the Si element 30, so that deformation of the Si element 30 is suppressed. Therefore, it is possible to reduce the deformation of the Si element 30 and make it difficult to break down.
[0073]
In the present embodiment, the same effect can be obtained by using the press-fitting rod 120 whose tip surface is formed in a spherical concave shape in the direction opposite to the press-fitting direction B. Moreover, although the heat sink 20 of the diode 1 in the present embodiment has been described as having a bottomed cylindrical shape, the same effect can be obtained even if the heat sink 20 of the diode 1 is substantially columnar as shown in FIG.
[0074]
(Fourth embodiment)
FIG. 4A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 4B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 110 of the rectifier. FIG. 4C is a diagram showing the caulking state of the heat sink 20 of the diode 1 after the diode 1 is press-fitted in the present embodiment. Here, the same parts as those in the first embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0075]
In the present embodiment, the diode 1 is press-fitted so that the tip of the peripheral wall 20b of the heat sink 20 protrudes from the end of the fin 110 in the press-fitting direction B. Then, the tip portion is caulked with a caulking jig so that the diameter of the tip portion becomes smaller. Thereby, the center part of the bottom 20a of the heat sink 20 receives a larger reaction force in the direction opposite to the press-fitting direction B than when the diode 1 is press-fitted. Therefore, the shape of the bottom 20a of the heat sink 20 is greatly deformed into a spherical convex shape in the direction opposite to the press-fitting direction B than when the diode 1 is press-fitted.
[0076]
Thus, the Si element 30 is largely deformed into a spherical convex shape on the bottom 20a side of the heat sink 20 than when the diode 1 is press-fitted. As a result, the Si element 30 receives a large reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom 20a of the heat sink 20 which is a harder material than the Si element 30 than when the diode 1 is press-fitted, so that deformation of the Si element 30 is suppressed. Is done. Therefore, the deformation of the Si element 30 at the time of rectification by the diode 1 can be reduced and the breakdown can be made less likely to occur.
[0077]
(Fifth embodiment)
FIG. 5A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 5B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 112 of the rectifier. FIG. 5C is a diagram showing a state where the caulking bar 4 is press-fitted into the fin 112 of the rectifier after the diode 1 is press-fitted in the present embodiment. Here, the same parts as those in the first embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0078]
As shown in FIG. 5B, in the present embodiment, a caulking rod insertion hole 3 which is another through hole is opened in the vicinity of the through hole 130 formed in the fin 112 of the rectifying device. The caulking bar insertion holes 3 have at least three holes in the circumferential direction, or holes in the entire circumferential direction.
[0079]
The caulking bar 4 press-fitted into the caulking bar insertion hole 3 is formed of a material harder than the fin 112. Further, the caulking bar 4 has a taper shape that is longer than the plate thickness of the fin 112 and decreases in diameter toward the tip.
[0080]
With this configuration, after the diode 1 is press-fitted, the caulking bar 4 is press-fitted into the caulking bar insertion hole 3 in the direction opposite to the press-fitting direction B. The inner circumference of the through hole 130 is deformed obliquely along the side surface of the caulking bar 4. Therefore, the peripheral wall portion 20 b of the heat sink 20 is pushed in the center direction from the inner periphery of the deformed through hole 130 and is deformed obliquely along the inner periphery of the through hole 130. As a result, the central portion of the bottom portion 20a of the heat sink 20 receives a larger reaction force in the direction opposite to the press-fitting direction B than when the diode 1 is press-fitted. Therefore, the shape of the bottom portion 20a of the heat sink 20 is The shape is greatly deformed into a spherical convex shape opposite to the direction B.
[0081]
Thus, the Si element 30 is largely deformed into a spherical convex shape on the bottom 20a side of the heat sink 20 than when the diode 1 is press-fitted. As a result, the Si element 30 receives a large reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom 20a of the heat sink 20 which is a harder material than the Si element 30 than when the diode 1 is press-fitted, so that deformation of the Si element 30 is suppressed. Is done. Therefore, the deformation of the Si element 30 at the time of rectification by the diode 1 can be reduced and the breakdown can be made less likely to occur.
[0082]
(Sixth embodiment)
FIG. 6A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 6B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 110 of the rectifier. FIG. 6C is a diagram showing the shape of the diode 1 after press-fitting in the present embodiment. Here, the same parts as those in the first embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0083]
As shown in FIG. 6A, solder 72 is used between the Si element 32 and the stress buffer plate 42 to join them. The solder 72 is formed in a spherical concave shape in the direction opposite to the press-fitting direction B so that the center portion is thin. This can be formed by press-fitting the solder 72 with a jig having a round tip. Moreover, as shown in FIG.6 (b), the front-end | tip of the press-fit rod 121 is formed in the plane similarly to the past.
[0084]
With this configuration, when the diode 1 is assembled, the Si element 32 and the copper lead 52 are deformed along the joint surface with the solder 72 formed in a spherical concave shape. Then, after press-fitting the diode 1, the bottom 20a of the heat sink 20 is deformed into a convex shape in the press-fitting direction B as shown in FIG. Therefore, the stress buffer plate 42 is also deformed into a convex shape in the same manner as the bottom portion 20 a of the heat sink 20, and the joint surface of the solder 72 with the stress buffer plate 42 is deformed along the deformed stress buffer plate 42. The bonding surface with the Si element 32 is planar.
[0085]
As a result, the Si element 32 is deformed into a planar shape, so that almost no internal stress is generated. Therefore, it is possible to make it difficult for the Si element 32 to be broken.
[0086]
Although the heat sink 20 of the diode 1 in the present embodiment has been described as having a bottomed cylindrical shape, the same effect can be obtained even if the heat sink 20 of the diode 1 is substantially cylindrical as shown in FIG.
[0087]
(Seventh embodiment)
FIG. 7A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 7B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 110 of the rectifier. FIG. 7C is a diagram showing the shape of the diode 1 after press-fitting in the present embodiment. Here, the same parts as in the sixth embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0088]
As shown in FIG. 7A, the stress buffer plate 43 is formed in a spherical concave shape in the direction opposite to the press-fitting direction B so that the central portion is thin. This can be formed by press-fitting the stress buffer plate 43 with a jig having a round tip.
[0089]
With this configuration, when the diode 1 is assembled, the solder 73, the Si element 33, and the copper lead 53 are deformed along the joint surface with the stress buffer plate 4 formed of a spherical recess. After the diode 1 is press-fitted, the bottom 20a of the heat sink 20 is deformed into a convex shape in the press-fitting direction B as shown in FIG. 7C, and the solder 73 is similarly deformed into a convex shape. Since the joint surface of the stress buffer plate 43 with the solder 73 is deformed along the deformed solder 73, the joint surface of the stress buffer plate 43 with the solder 73 is planar.
[0090]
As a result, the Si element 32 is deformed into a planar shape, so that almost no internal stress is generated. Therefore, it is possible to make it difficult for the Si element 32 to be broken.
[0091]
Although the heat sink 20 of the diode 1 in the present embodiment has been described as having a bottomed cylindrical shape, the same effect can be obtained even if the heat sink 20 of the diode 1 is substantially cylindrical as shown in FIG.
[0092]
(Eighth embodiment)
FIG. 8A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 8B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 113 of the rectifier. FIG. 8C is a diagram showing the shape of the diode 1 during rectification by the diode 1 in the present embodiment. Here, the same parts as those in the first embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0093]
As shown in FIG. 8B, in this embodiment, the fin 113 of the rectifying device is divided into two layers of a first fin 113a and a second fin 113b having different thermal expansion coefficients. A material having a larger thermal expansion coefficient than that of the first fin 113a is selected for the second fin 113b. Note that the first fin 113a and the second fin 113b are coupled by heat treatment. Further, the fins 113 are integrally formed, and may be divided so as to have different thermal expansion coefficients by thermal processing.
[0094]
With this configuration, the second fin 103b having a large thermal expansion coefficient during rectification by the diode 1 has a larger thermal expansion than the first fin 113a. Therefore, as shown in FIG. 8C, the second fin 113b is deformed to be larger than the first fin 113a in the center direction of the through hole 130 into which the diode 1 is press-fitted. Thereby, since the surrounding wall part 20b of the heat sink 20 is pushed to the center direction by the 1st fin 113a and the 2nd fin 113b, the front-end | tip part of the surrounding wall part 20b deform | transforms large in the center direction. As a result, the central portion of the bottom portion 20a of the heat sink 20 receives a larger reaction force in the direction opposite to the press-fitting direction B than when the diode 1 is press-fitted. Therefore, the shape of the bottom portion 20a of the heat sink 20 is The shape is greatly deformed into a spherical convex shape opposite to the direction B.
[0095]
Thus, the Si element 30 is largely deformed into a spherical convex shape on the bottom 20a side of the heat sink 20 than when the diode 1 is press-fitted. As a result, the Si element 30 receives a large reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom 20a of the heat sink 20 which is a harder material than the Si element 30 than when the diode 1 is press-fitted, so that deformation of the Si element 30 is suppressed. Is done. Therefore, the deformation of the Si element 30 at the time of rectification by the diode 1 can be reduced, and the breakdown can be made less likely to occur.
[0096]
(Ninth embodiment)
FIG. 9A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 9B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 110 of the rectifier. FIG. 9C is a diagram showing the shape of the diode 1 during rectification by the diode 1 in the present embodiment. Here, the same parts as those in the eighth embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0097]
As shown in FIG. 9A, in this embodiment, the peripheral wall portion 22b of the heat sink 22 is divided into two layers of a first peripheral wall portion 22c and a second peripheral wall portion 22d having different thermal expansion coefficients. ing. A material having a larger thermal expansion coefficient than the first peripheral wall portion 22c is selected for the second peripheral wall portion 22d. Further, the first peripheral wall portion 22c and the second peripheral wall portion 22d are joined by heat treatment. Note that the peripheral wall portion 22b of the heat sink 22 may be integrally formed and may be divided so as to have different thermal expansion coefficients by thermal processing.
[0098]
With this configuration, the second peripheral wall portion 22d having a large thermal expansion coefficient during rectification by the diode 1 has a larger thermal expansion than the first peripheral wall portion 22c. And since the inner periphery of the fin 110 is touching the outer periphery of the 2nd surrounding wall part 22d, the 2nd surrounding wall part 22d is a 1st surrounding wall part in the center direction, as shown in FIG.9 (c). The deformation is greater than 22c. As a result, the central portion of the bottom portion 22a of the heat sink 22 receives a larger reaction force in the direction opposite to the press-fitting direction B than when the diode 1 is press-fitted. Therefore, the shape of the bottom portion 22a of the heat sink 22 is The shape is greatly deformed into a spherical convex shape whose diameter extends in the opposite direction to the direction B.
[0099]
Thus, the Si element 30 is largely deformed into a spherical convex shape on the bottom 20a side of the heat sink 20 than when the diode 1 is press-fitted. As a result, the Si element 30 receives a large reaction force in the direction opposite to the deformation direction from the bottom 20a of the heat sink 20 which is a harder material than the Si element 30 than when the diode 1 is press-fitted, so that deformation of the Si element 30 is suppressed. Is done. Therefore, the deformation of the Si element 30 at the time of rectification by the diode 1 can be reduced and the breakdown can be made less likely to occur.
[0100]
(10th Embodiment)
FIG. 10A is a diagram showing the shape of the diode 1 in the present embodiment. FIG. 10B is a diagram showing a method for press-fitting the diode 1 into the fin 110 of the rectifier. FIG. 10C is a diagram showing the shape of the diode 1 during rectification by the diode 1 in the present embodiment. Here, the same parts as those in the first embodiment are omitted, and only different parts will be described.
[0101]
In this embodiment, the thermal expansion coefficient of the heat sink 20 of the diode 1 shown in FIG. 10A is made larger than the thermal expansion coefficient of the copper lead 50.
[0102]
With this configuration, during the rectification by the diode 1, the heat sink 20 of the diode 1 having a large thermal expansion coefficient has a larger thermal expansion than the copper lead 50. As a result, the central portion of the bottom portion 20a of the heat sink 20 receives a larger reaction force in the direction opposite to the press-fitting direction B than when the diode is pressed, so that the shape of the bottom portion 20a of the heat sink 20 is as shown in FIG. As shown in (c), it is greatly deformed into a spherical convex shape opposite to the press-fitting direction B.
[0103]
As a result, the Si element 30 is greatly deformed into a spherical convex shape on the bottom 20a side of the heat sink 20 than when the diode 1 is press-fitted. As a result, the Si element 30 receives a large reaction force in a direction opposite to the deformation direction from the bottom portion 20a of the heat sink 20 which is a harder material than the Si element 30, and the deformation direction of the Si element 30 is suppressed. Is done. Therefore, the deformation of the Si element 30 at the time of rectification by the diode 1 can be reduced and the breakdown can be made less likely to occur.
[0104]
In the present embodiment, the same effect can be obtained even if the thermal expansion coefficient of the heat sink 20 of the diode 1 is configured to be larger than the thermal expansion coefficient of the Si element 30.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a diode structure and a press-fitting method thereof according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a diode structure and a press-fitting method thereof according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a diode structure and a press-fitting method thereof according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a diode structure and a press-fitting method thereof according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a diode structure and a press-fitting method thereof according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a diode structure and a press-fitting method thereof according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a diode structure and a press-fitting method thereof according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a diode structure and a press-fitting method thereof according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a diode structure and a press-fitting method thereof according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a diode structure and a press-fitting method thereof according to a tenth embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing a diode structure of conventional example 1 and its press-fitting method. FIG.
12 is a diagram showing a diode structure of a conventional example 2 and a press-fitting method thereof. FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Diode,
2 ... Fixing device,
3 ... caulking rod insertion hole,
4 ... caulking stick,
2a, 2b, 20, 21, 22 ... heat sink,
3a, 3b, 30, 31, 32, 33 ... Si element,
4a, 4b, 40, 41, 42, 43 ... stress buffer plate,
5a, 5b, 50, 51, 52, 53 ... copper leads,
6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b, 60, 61, 62, 63, 70, 71, 72, 73, 80, 81, 82, 83 ... solder,
9a, 9b, 90, 91 ... soldering surface,
10a, 10b, 100, 101 ... pressing surface,
20a, 21a, 22a ... bottom,
20b, 21b, 22b ... peripheral wall,
22c ... 1st surrounding wall part,
22d ... 2nd surrounding wall part,
110, 111, 112, 113 ... fins,
113a ... first fin,
113b ... second fin,
120, 121 ... press-fit rod,
130, 131 ... through hole,
A ... Fin through-hole diameter,
B: Press-fit direction.

Claims

A diode press-fitting method for press-fitting a diode provided with a heat sink having a disk-shaped bottom part and a semiconductor pellet provided on one surface of the bottom part to convert an alternating current into a direct current into a through hole provided in a radiation fin In
A diode press-fitting method, wherein a load is mainly applied to an outer peripheral portion of the other surface of the bottom portion to press-fit the diode into the through hole.

A diode press-fitting method for press-fitting a diode provided with a heat sink having a disk-shaped bottom part and a semiconductor pellet provided on one surface of the bottom part to convert an alternating current into a direct current into a through hole provided in a radiation fin In
The other surface of the bottom is formed in a spherical convex shape, and the diode is press-fitted into the through-hole by applying a load almost evenly to the other surface.

The diode press-fitting method according to claim 1 or 2, wherein the press-fitting of the diode into the through hole is performed by a press-fitting jig having a tip formed in a spherical concave shape.

In a diode comprising a heat sink having a disk-shaped bottom and a semiconductor pellet provided on one surface of the bottom and converting alternating current into direct current,
The other surface of the bottom is formed in a spherical convex shape.

A heat sink having a disc-shaped bottom;
A semiconductor pellet that converts alternating current into direct current;
A stress buffer plate that absorbs the deformation force of the semiconductor pellet,
In the diode in which the first solder, the stress buffer plate, the second solder, and the semiconductor pellet are laminated in this order on one surface of the bottom portion,
The diode is characterized in that a bonding surface of the second solder with the semiconductor pellet or a bonding surface of the stress buffer plate with the second solder is formed in a spherical concave shape.

In the radiating fin in which the through hole is formed,
A diode including a heat sink having a disk-shaped bottom and a semiconductor pellet for converting alternating current into direct current on one surface of the bottom can be press-fitted from one side to the other side of the radiation fin. The heat dissipating fin is characterized in that the through hole is provided and the inner diameter of the through hole gradually decreases from the one side toward the other side.

A diode having a disk-shaped bottom part and a heat sink having a peripheral wall part formed on one surface side of the bottom part and a semiconductor pellet surrounded by the peripheral wall part and converting alternating current into direct current is used as a radiation fin. In the diode mounting method for mounting in the provided through hole,
The diode is press-fitted into the through hole, and then the diameter of the tip of the peripheral wall is reduced.

The diode mounting method according to claim 7, wherein the diameter of the tip is reduced by caulking.

The radiating fin is provided with another through-hole in the vicinity of the through-hole, and the diameter of the tip is reduced when a caulking rod formed in a tapered shape is inserted into the other through-hole. The diode mounting method according to claim 7 or 8, wherein the diode mounting method is performed by press-fitting from a counter press-fitting direction.

10. The diode mounting method according to claim 9, wherein the other through holes are provided at least three in the circumferential direction substantially uniformly, or in the entire circumferential direction.